AcWing 72.平衡二叉树(Python版)

本文介绍了一种判断二叉树是否为平衡二叉树的算法。平衡二叉树定义为任意节点左右子树深度差不超过1的树。文章详细阐述了通过递归遍历节点并计算深度差的方法,实现了平衡二叉树的判断。

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题目描述

输入一棵二叉树的根结点,判断该树是不是平衡二叉树。

如果某二叉树中任意结点的左右子树的深度相差不超过1,那么它就是一棵平衡二叉树。

注意:

  • 规定空树也是一棵平衡二叉树。

样例:
在这里插入图片描述

解题思路

对于平衡二叉树,其每一个节点的左右子树的深度相差不超过1,所以需要做两件事:
1、遍历每一个节点
2、求出每个节点左右子树的深度差
对于1,应该用递归对树的节点进行遍历;
对于2,因为之前做过一道求二叉树的深度的题,所以直接拿来用。实现代码如下:

代码实现

class Solution(object):
    def isBalanced(self, root):
        """
        :type root: TreeNode
        :rtype: bool
        """
        def treeDepth(root):
            if not root:
                return 0
            l_height = treeDepth(root.left)
            r_height = treeDepth(root.right)
            return max(l_height, r_height) + 1
        if not root:
            return True
        # 左右子树深度相差大于1则返回False
        if abs(treeDepth(root.left) - treeDepth(root.right)) > 1:
            return False
        else:
        	# 递归遍历树的左右节点
            return self.isBalanced(root.left) and self.isBalanced(root.right)
平衡二叉树(如AVL树、红黑树等)是一类特殊的二叉搜索树,它们的关键特性包括: 1. **高度平衡**:在平衡二叉树中,任何一个节点的两个子树的高度差最多为1。这种平衡使得查找、插入和删除操作的时间复杂度保持在O(log n)左右,其中n是树中节点的数量。 2. **旋转操作**:为了维持平衡,当插入或删除一个节点可能导致不平衡时,平衡二叉树通过旋转操作(左旋或右旋)来调整结构。比如,在AVL树中,如果某个节点的左子树比右子树高两层,就需要进行一次右旋操作。 3. **递归定义**:平衡二叉树通常采用递归的方式来描述其结构。例如,AVL树的定义是所有节点满足两个条件:左子树的高度减去1小于等于右子树的高度,以及右子树的高度减去1也小于等于左子树的高度。 4. **自平衡**:这意味着在任何时刻,无论从哪个节点开始向下遍历,左子树和右子树的高度之差都是有限的。这保证了即使大量插入或删除操作后,仍然能保持较好的性能。 5. **查找、插入和删除的稳定性**:虽然平衡二叉树的操作需要维护平衡,但这些操作的平均时间复杂度是恒定的,因此在大规模数据下仍能提供高效的服务。 6. **插入和删除后的更新**:当对一棵平衡二叉树进行修改后,通常会触发一系列的旋转操作来重新调整树的结构,并使其恢复到平衡状态。 相关问题: 1. 平衡二叉树如何处理插入和删除节点后可能的不平衡情况? 2. 描述一下AVL树和红黑树的主要区别是什么? 3. 平衡二叉树与普通的二叉搜索树相比,有何优势?
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